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1 209 年 月第 52 卷第 期 Tobacco Science & Technology Jan. 209 Vol. 52 No. 洛阳烟区烟株根围抗烟草疫霉放线菌的筛选与鉴定 陈奇园, 丁钥琪, 赵世民 2, 李淑君 3 *, 康业斌. 河南科技大学林学院, 河南省洛阳市开元大道 263 号 河南省烟草公司洛阳市公司, 河南省洛阳市开元大道 246 号 河南省农科院许昌烟草研究所, 河南省许昌市魏都区永昌大道 摘要 : 为筛选对烟草疫霉具有拮抗作用的放线菌菌株, 有效防治烟草黑胫病, 对洛阳烟区烟株根围土壤 中分离的放线菌采用改良平板对峙法与菌丝生长速率法测定了供试菌株及其发酵液对烟草疫霉的拮抗 作用, 并通过形态学观察 生理生化测定及 6S rdna 序列分析鉴定了优势拮抗放线菌的种类 结果表 明 : 在获得的 227 个放线菌单菌落中,8 个菌株的发酵液对烟草疫霉菌丝生长的抑制率达 00%, 被确定 为优势拮抗放线菌 根据这些菌株的形态学观察 生理生化反应与 6S rdna 序列分析结果, 将菌株 YY75 鉴定为鲁萨链霉菌 (Streptomyces lucensis), 菌株 YY24 YY35 鉴定为高贵链霉菌 (S. nobilis), 菌 株 LN204 LN22 LN247 鉴定为娄彻链霉菌 (S. rochei), 菌株 SX92 鉴定为珊瑚链霉菌 (S. coralus), 菌株 SX59 鉴定为金黄回旋链霉 (S. aureoverticillatus), 均属于放线菌门 放线菌纲 链霉菌目 链霉菌科 链霉菌属 关键词 : 洛阳烟区 ; 烟草 ; 烟草疫霉 ; 拮抗放线菌 ; 形态鉴定 ; 分子鉴定 中图分类号 :S43 文献标志码 :A 文章编号 :002086(209) Screening and identification of antagonistic actinomycetes against Phytophthora parasitica from rhizospheric soils in Luoyang tobaccogrowing areas CHEN Qiyuan,DING Yueqi,ZHAO Shimin 2,LI Shujun 3,KANG Yebin *. College of Forestry,Henan University of Science and Technology,Luoyang 47023,Henan,China 2. Luoyang Branch of Henan Provincial Tobacco Company,Luoyang 47023,Henan,China 3. Tobacco Research Institute,Henan Academy of Agricultural Sciences,Xuchang 46000,Henan,China Abstract:To screen the antagonistic actinomycetes against Phytophthora parasitica from tobacco rhizospheric soils in order to control tobacco black shank,the antagonistic effects of actinomycetes from rhizospheric soils in Luoyang tobaccogrowing areas and their fermentation broths against P. parasitica were determined by improved plate confrontation test and mycelial growth rate method. Dominant antagonistic strains were identified by morphological and biochemical features and 6S rdna analysis. The results showed that 227 strains of actinomycetes were isolated,in which the inhibition rates of the fermentation broths of 8 strains against P. parasitica reached 00%,therefore the 8 strains were determined as the dominant antagonistic strains. The results of morphological and biochemical features and 6S rdna analysis indicated that YY75,SX92 and SX59 were identified as Streptomyces lucensis,s. coralus and S. aureoverticillatus,respectively. YY24 and YY35 were identified as S. nobilis. LN204,LN22 and LN247 were identified as S. rochei. The 8 dominant strains all belonged to Actinobacteria,Actinobacteria,Stretomytales,Streptomycetaceae,Streptomyces. Keywords: Luoyang tobaccogrowing area;tobacco;phytophthora parasitica;antagonistic actinomycete; Morphological identification;molecular identification 收稿日期 : 修回日期 : 基金项目 : 河南省烟草公司科技项目 河南烟草病虫害绿色防控关键技术研究与应用 (HYKJ2060) 作者简介 : 陈奇园 (992 ), 在读硕士研究生, 研究方向 : 植物免疫学 @qq.com; * 通信作者 : 康业斌, kangyb999@63.com 引文格式 : 陈奇园, 丁钥琪, 赵世民, 等. 洛阳地区烟株根围抗烟草疫霉放线菌的筛选与鉴定 [J].,209,52(): 2228.(CHEN Qiyuan,DING Yueqi,ZHAO Shimin,et al. Screening and identification of antagonistic actinomycetes against Phytophthora parasitica from rhizospheric soils in Luoyang tobaccogrowing areas[j]. Tobacco Science & Technology,209,52():2228.)DOI:0.635/j.issn

2 第 52 卷第 期 陈奇园, 等 : 洛阳烟区烟株根围抗烟草疫霉放线菌的筛选与鉴定 23 由烟草疫霉 (Phytophthora parasitica var. nicotianae) 侵染烟草引起的黑胫病是一种分布广 泛 危害严重的毁灭性土传真菌病害 [] 目前, 烟 草黑胫病的防治措施主要采用种植抗病品种 合 理轮作与药剂防治 然而, 随着烟草栽培制度的 改变, 抗病品种连年 大面积单一种植, 极易导致 其抗病性丧失 生产上常用的甲霜灵等几种内吸 性杀菌剂对烟草疫霉作用位点单一, 容易产生抗 药性而引起药效下降, 从而导致药剂用量加大, 使 烟叶中的农药残留增加 造成环境污染 [24] 近年 来, 国内外学者相继开展了拮抗放线菌防治烟草 [5] 病害的研究 Lukic 等从烟田土壤中分离出 28 株放线菌, 其中两株对 2 种烟草病原真菌有拮抗 [6] 作用 ;Kortemaa 等报道了世界上已广泛应用的 一种放线菌的活体制剂防治腐霉菌 疫霉菌 镰刀 [7] 菌和丝核菌等常见的土传病原菌 ;Loqman 等从 摩洛哥葡萄根际土壤中分离获得 42 株放线菌, 并测定了对尖孢镰刀菌 终极腐霉 大丽轮枝菌 灰葡萄孢菌及白绢病菌的拮抗作用, 其中有 24 株 [8] 放线菌至少抗 4 种病原菌 周喜新等从湖南长 沙浏阳市北盛镇烟草黑胫病发病田健株根际土壤 中分离纯化获得 株对烟草疫霉具有显著拮抗作 用的放线菌 LY8, 其发酵液对烟草疫霉菌丝的抑 [9] 制率达 70%; 王静等从山东省日照市五莲县于 里镇烟田健株根际土壤分离纯化获得 株拮抗放 线菌 F8, 室内测定对供试烟草疫霉具有较强的抑 制作用, 温室盆栽试验防效为 70.3% 但河南省烟 田土壤中拮抗放线菌种类及开发应用尚未见系统 研究报道, 为此, 进行了洛阳地区烟草根围土壤中 拮抗放线菌的筛选与鉴定, 旨在为进一步开发利 用拮抗微生物提供依据 材料与方法. 试验材料 烟草疫霉 (Phytophthora parasitica var. nicotianae) 以及从烟草根围土壤分离的放线菌稀 释涂布平板均由河南科技大学植物病害分子鉴定 与绿色防控实验室保存 试验所用培养基包括 : 高氏一号琼脂培养基 马铃薯葡萄糖琼脂培养基 大豆酵母培养基 淀 粉铵琼脂培养基 蔗糖察氏琼脂培养基 葡萄糖 天门冬素琼脂培养基 克氏一号琼脂培养基和葡 萄糖酵母膏琼脂培养基 细菌基因组 DNA 快速 抽提试剂盒 ( 编号 :B58255) 和 PCR 扩增试剂盒 ( 编号 :B53249) 购自生工生物工程 ( 上海 ) 股份有 限公司.2 试验方法.2. 根围放线菌的纯化 将高氏一号培养基融化, 待冷却至 50 左 右, 加入 3% 的重铬酸钾溶液使培养基中重铬酸钾 浓度约 00 mg/l, 倒平板 ; 待平板凝固后备用, 用 灭菌牙签从前期试验保存的稀释涂布平板上挑出 菌落形态或颜色不同的放线菌单菌落至高氏一号 平板上划线分离 纯化培养 [0], 直至获得单菌落.2.2 拮抗菌株的筛选.2.2. 拮抗菌株的初筛 [] 采用改良的平板对峙培养法测定菌株对烟 草疫霉的拮抗作用, 保留抑菌率 50% 的菌株进 行复选 拮抗菌株的复筛 [2] 采用菌丝生长速率法测定初选菌株发酵液 对烟草疫霉的抑菌活性, 选取抑菌率达 00% 的菌 株进一步鉴定其种类.2.3 拮抗菌株的鉴定.2.3. 形态及培养特征观察 [3] 用插片法在普通光学显微镜 ( 无锡瀚光光 学科技有限公司 )00 倍油镜下观察记载其基内菌 丝体有无横隔 是否断裂 ; 气生菌丝体的特征 ; 孢 子链的形状 着生方式 ; 孢子的形状等 根据 链霉菌鉴定手册 [4], 将菌株分别接种 在高氏一号琼脂培养基 马铃薯葡萄糖琼脂培养 基 淀粉铵琼脂培养基 蔗糖察氏琼脂培养基 葡 萄糖天门冬素琼脂培养基 克氏一号琼脂培养基 葡萄糖酵母膏琼脂培养基上,28 下培养, 分别 在 d 后观察菌株在不同培养基上气生菌 丝 基内菌丝的生长状况, 是否有可溶性色素产生 及其颜色 生理生化特征观察 参照 植病研究法 [2] 和 放线菌的分类和鉴 定 [5] 进行明胶液化 牛奶凝固和胨化 淀粉分解 纤维素水解 硫化氢与黑色素产生以及利用碳源 产酸等试验, 观察生理生化特征 S rdna 序列分析 按照细菌基因组 DNA 快速抽提试剂盒 ( 编 号 :B58255) 说明书进行放线菌 DNA 的提取 以 提取的 DNA 为模板, 采用通用引物为 27F: 5 AGAGTTTGATCCTGGCTCAG3 和 492R:5 GGTTACCTTGTTACGACTT3 对放线菌 6S rdna 序列进行 PCR 扩增 PCR 反应体系 (50 μl): 模板 DNA.0 μl,0 Taq Buffer(NH 4 ) 5.0 μl,dntp Mix(0.0 mmol/l).0 μl,taq DNA Polymerase(5 U/μL)0.25 μl,mgcl 2(25 mmol/l)3.0 μl, 上下游

3 年 引物 (0.0 μmol/l) 各.0 μl, 加 dd H 2O 补至 50 μl PCR 反应条件 :94 预变性 2 min;94 变性 min,55 退火 30 s,72 延伸 2 min,30 个循环, 最后 72 延伸 0 min,4 保存 检测到合适的条带后, 将其所对应的原始扩增产物 ( 未纯化, 45 μl) 由生工生物工程 ( 上海 ) 股份有限公司测序 将测序得到的序列在 NCBI 网站上进行 BLAST 比对, 用 MEGA.6 软件的邻接法构建系统 [6] 发育树 2 结果与分析 2. 根围放线菌的纯化共挑出放线菌单菌落 496 个, 进一步分离纯化获得形态或颜色不同的放线菌单菌落 227 个 2.2 拮抗菌株的筛选 2.2. 拮抗菌株的初筛表 显示, 有 45 株放线菌对烟草疫霉的抑菌率大于 50%, 其中 25 株的抑菌率大于 70% Tab. 表 放线菌对烟草疫霉的抑制作用 Inhibition effects of actinomycetes against P. parasitica 编号 对照平均直径 /cm 处理平均直径 /cm 抑菌率 /% 编号 对照平均直径 /cm 处理平均直径 /cm 抑菌率 /% LN57 LN LN204 YY LN22 YY LN YY SX SX SX YY YY YY YY SX LN LN LN YY YY LN LN SX LN YY LN SX YY SX LN LN LN SX LN SX LN YY SX LN LN LN YY YY YY 注 : 只选取抑菌率 50% 的菌株 下同 拮抗菌株的复筛表 2 表明,5 株拮抗放线菌的发酵液对烟草疫霉的抑菌率大于 50% 其中, 菌株 YY75 YY24 LN204 LN22 LN247 SX92 YY35 和 SX59 的抑菌率达 00%, 确定为优势拮抗菌株 2.3 优势拮抗菌株的鉴定 2.3. 形态及培养特征观察菌株 YY75 孢子丝弯曲, 孢子圆形 ; 菌株 LN204 LN22 和 LN247 孢子丝螺旋形, 孢子圆柱状 ; 菌株 SX92 孢子丝波曲, 孢子杆状 ; 菌株 YY24

4 第 52 卷 第 期 表2 Tab.2 编号 陈奇园 等 洛阳烟区烟株根围抗烟草疫霉放线菌的筛选与鉴定 25 在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上 菌株 YY75 气 拮抗放线菌对烟草疫霉的抑制作用 Inhibition effects of antagonistic actinomycetes against P. parasitica 生 菌 丝 白 色 基 内 菌 丝 乳 脂 色 至 褐 色 可 溶 性 色 对照平均直径/cm 生 菌 丝 基 内 菌 丝 米 黄 色 无 可 溶 性 色 素 菌 株 处理平均直径/cm 抑菌率/ 素黄色 菌株 LN204 LN22 和 LN204 少量灰色气 LN204 SX92 气 生 菌 丝 白 色 基 内 菌 丝 褐 绿 至 橄 榄 灰 绿 LN22 色 可 溶 性 色 素 墨 绿 色 菌 株 YY24 和 YY35 无 LN247 气生菌丝 基内菌丝紫红色 无可溶性色素 菌株 YY SX59 气生菌丝粉红色 基内菌丝紫红色 可溶性 YY 色素米色 SX92 YY 丝 基内菌丝米绿色 无可溶性色素 菌株 LN204 SX LN22 和 LN204 气 生 菌 丝 白 至 鼠 灰 色 基 内 菌 丝 LN 微褐 无可溶性色素 菌株 SX92 无气生菌丝 基内 LN 菌丝米绿色 无可溶性色素 菌株 YY24 和 YY35 SX 气生菌丝粉红至石南紫 基内菌丝玫瑰色至紫红 YY 色 无可溶性色素 SX59 气生菌丝古粉红色 基内 SX 菌丝玫瑰色至信号红 无可溶性色素 YY YY 在淀粉铵琼脂培养基上 菌株 YY75 无气生菌 在蔗糖察氏琼脂培养基上 菌株 YY75 无气生 菌丝 基内菌丝乳脂色至米绿色 无可溶性色素 菌株 LN204 LN22 和 LN204 气生菌丝沙紫灰至暗 和 YY35 孢子丝圈卷 孢子杆状 菌株 SX59 孢子 灰色 基内菌丝浅灰至灰黄色 无可溶性色素 菌 丝螺旋形 孢子杆状 图 株 SX92 气生菌丝白色 基内菌丝硫磺色 可溶性 在高氏一号琼脂培养基上 菌株 YY75 气生菌 色素黄色 菌株 YY24 和 YY35 气生菌丝白色至 丝 白 色 基 内 菌 丝 乳 脂 色 至 紫 红 色 无 可 溶 性 色 粉红色 基内菌丝橘红至宝石红 无可溶性色素 素 菌株 LN204 LN22 和 LN204 气生菌丝白至灰 菌株 SX59 气生菌丝白色至粉红色 基内菌丝橘红 色 基内菌丝蜜黄色 无可溶性色素 菌株 SX92 气 至宝石红 无可溶性色素 生菌丝白色 基内菌丝乳脂色 无可溶性色素 菌 在葡萄糖天门冬素琼脂培养基上 菌株 YY75 株 YY24 和 YY35 气生菌丝白色至粉红色 基内 无气生菌丝 基内菌丝乳脂色至紫红色 无可溶性 菌丝紫红色 无可溶性色素 菌株 SX59 气生菌丝 色 素 菌 株 LN204 LN22 和 LN204 无 气 生 菌 丝 白色至粉红色 基内菌丝紫红色 无可溶性色素 基内菌丝无色至微黄 无可溶性色素 菌株 SX92 图 Fig. 菌株的孢子丝和孢子形态 00 Spore chains and spore morphology of antagonistic strains 00

5 年 无气生菌丝, 基内菌丝乳脂色, 无可溶性色素 ; 菌株 YY24 和 YY35 气生菌丝白色, 基内菌丝石南紫至酒红紫, 无可溶性色素 ; 菌株 SX59 气生菌丝白色, 基内菌丝酒红紫, 无可溶性色素 在克氏一号琼脂培养基上, 菌株 YY75 气生菌丝白色, 基内菌丝乳脂色至葡萄酒红, 无可溶性色素 ; 菌株 LN204 LN22 和 LN204 气生菌丝浅黄色至灰色, 基内菌丝蜜黄色, 无可溶性色素 ; 菌株 SX92 气生菌丝白色, 基内菌丝乳脂色, 无可溶性色素 ; 菌株 YY24 和 YY35 气生菌丝粉红至古粉红色, 基内菌丝粉红至紫红色, 无可溶性色素 ; 菌株 SX59 气生菌丝白色至粉红色, 基内菌丝粉红至橘红, 无可溶性色素 在葡萄糖酵母膏琼脂培养基上, 菌株 YY75 无 气生菌丝, 基内菌丝为象牙色至赭黄色, 可溶性色素为黄棕色 ; 菌株 LN204 LN22 和 LN204 气生菌丝为白至灰色, 基内菌丝米为褐色, 无可溶性色素 ; 菌株 SX92 气生菌丝为白色, 基内菌丝为米褐色, 可溶性色素为棕色 ; 菌株 YY24 和 YY35 气生菌丝为白色, 基内菌丝为象牙色至火焰红, 无可溶性色素 ; 菌株 SX59 气生菌丝为粉红色, 基内菌丝也为粉红色, 无可溶性色素 生理生化特性优势拮抗菌株均可利用葡萄糖 麦芽糖 阿拉伯糖和甘露醇等多种碳源, 明胶液化 纤维素水解均为阳性, 而硫化氢的产生均为阴性 ; 菌株 YY35 对牛奶的凝固和胨化反应为阳性 ; 菌株 YY75 和 SX92 黑色素的产生反应也为阳性, 见表 3 Tab.3 表 3 优势拮抗菌株的生理生化特征 Physiological and biochemical characteristics of dominant antagonistic strains 菌株编号 蔗糖 葡萄糖 乳糖 麦芽糖 果糖 木糖 阿拉伯糖 生理生化特征 棉籽糖肌醇 甘露醇 明胶液化 牛奶凝固和胨化 淀粉水解 纤维素水解 硫化氢产生 黑色素产生 YY75 LN204 LN22 LN247 SX92 YY24 YY35 SX59 注 : 表示阴性反应 ; 表示阳性反应 S rdna 序列分析将菌株 LN204 LN22 LN247 SX59 YY24 YY35 YY75 和 SX92 的 6S rdna 序列提交至 NCBI, 登录号分别为 MH MH MH MH MH MH MH 和 MH 进一步对 8 个菌株的 6S rdna 序列进行 BLAST 比对, 用 MEGA6 软件构建系统发育树 ( 图 2) 结果表明, 菌株 YY75 的序列与登录号为 NR043827(Streptomyces lucensis) 等序列同源性大于 99%, 菌株 YY24 和 YY35 的序列与登录号为 AB84370(S. nobilis) 等序列同源性大于 99%, 菌株 LN204 LN22 和 LN247 的序列与登录号为 JX2844(S. rochei) 等序列同源性大于 99%, 菌株 SX92 的序列与登录号为 AB8497 (S. coralus) 等序列同源性大于 99%, 菌株 SX59 的序列与登录号为 AB24999(S.aureoverticillatus) 等 序列同源性大于 99% 3 讨论 本试验中鉴定的 8 株优势拮抗放线菌均属于 [7] 链霉菌属, 这与边传红从洛阳烟草根际土壤中 筛选鉴定的 3 株拮抗放线菌也均属于链霉菌属的 [8] 结果一致 ; 也与廖振林等从广西北海红树林土 壤中筛选鉴定的 0 株拮抗放线菌, 其中有 8 株属 于链霉菌属的结果一致 说明链霉菌属是土壤放 线菌中常见的属 本试验中获得的优势拮抗放线 菌发酵液对烟草疫霉抑制率均达 00%, 说明发酵 [9] 液中含有抑菌活性成分, 这与 Singh 等发现的 [20] S. lucensis 可以产生鲁萨霉素 C 和 Anukool 等发 现的 S. rochei F20 可以产生抗生素 Streptothricin 的 试验结果一致, 说明链霉菌属是放线菌中主要产 抗生素的属 但有关链霉菌属发酵液中活性成分

6 第 52 卷第 期 陈奇园, 等 : 洛阳烟区烟株根围抗烟草疫霉放线菌的筛选与鉴定 27 Fig.2 图 2 优势拮抗菌株 6S rdna 基因序列构建的系统发育树 Phylogenetic tree of dominant antagonistic strains based on 6S rdna sequences 分析 抑菌机理的研究以及盆栽防效试验与田间防治效果等仍有待进一步的深入研究 4 结论从洛阳烟区烟株根围土壤中分离纯化共获得 227 个放线菌单菌落, 其中 8 株的发酵液对烟草疫霉菌丝生长的抑制率达 00%, 被确定为优势拮抗放线菌 根据这些菌株的形态学观察 生理生化反应和 6S rdna 序列分析结果, 菌株 YY75 鉴定为鲁萨链霉菌 (S. lucensis), 菌株 YY24 和 YY35 鉴定为高贵链霉菌 (S. nobilis), 菌株 LN204 LN22 和 LN247 鉴定为娄彻链霉菌 (S. rochei), 菌株 SX92 鉴定为珊瑚链霉菌 (S. coralus), 菌株 SX59 鉴定为金黄回旋链霉 (S. aureoverticillatus), 均属于放线菌门 放线菌纲 链霉菌目 链霉菌科 链霉菌属 参考文献 [] 陈瑞泰, 朱贤朝, 王智发, 等. 全国 6 个主产烟省 ( 区 ) 烟草侵染性病害调研报告 [J]. 中国烟草科学, 997(4):7. CHEN Ruitai,ZHU Xianchao,WANG Zhifa,et al. A report of investigating and studying tobacco infectious diseases of 6 main tobacco producing provinces (regions)in China[J]. Chinese Tobacco Science,997 (4):7. [2] 周喜新, 周倩, 胡日生, 等. 烟草黑胫病生物防治研究进展 [J]. 江西农业学报,20,23(7):2426. ZHOU Xixin, ZHOU Qian, HU Risheng, et al. Research advance in biological control of tobacco black shank[j]. Acta Agriculturae Jiangxi,20,23(7): [3] 李斌. 烟草黑胫病菌拮抗放线菌的筛选 [J]. 西南农 业学报,202,25(5): LI Bin. Screening of antagonistic actinomyce against Phytophthora nicotianae[j]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,202,25(5): [4] 杨兵, 刘慧美, 龙章富. 微生物防治烟草黑胫病的研 究进展 [J]. 农药,205,54(9): YANG Bing,LIU Huimei,LONG Zhangfu. Recent of advances in microbiological control of Phytophthora parasitica var. nicotianae[j]. Agrochemicals,205,54 (9): [5] Lukic A,Welty R E,Lucas G B. Antifungal spectra of actinomycetes isolated from tobacco[j]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy,972,(4): [6] Kortemaa H, Pennanen T, Smolander A, et al. Distribution of antagonistic Streptomyces griseoviridis in rhizosphere and nonrhizosphere sand[j]. Phytopathology,997,45(4):3743. [7] Loqman S,Barka E A,Clément C,et al. Antagonistic actinomycetes from Moroccan soil to control the grapevine gray mold[j]. World Journal of Microbiology and Biotechnology,2009,25():89. [8] 周喜新, 周倩, 胡日生, 等. 烟草黑胫病菌拮抗放线菌 LY8 的分离筛选与鉴定 [J]. 农学学报,20,(7): 822.

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